DNA甲基化是指生物體在DNA甲基轉移酶(DNA methyltransferase，DMT) 的催化下，以s-腺苷甲硫氨酸(SAM)為甲基供體，將甲基轉移到特定的堿基上的過程。DNA甲基化能降低某些基因的表達活性，去甲基化則能引起基因的重新活化和表達。DNA甲基化能引起染色質的結構、DNA構象、DNA穩定性及DNA與蛋白質之間的相互作用方式的改變，從而影響基因表達。研究證實，CpG二核苷酸中胞嘧啶的甲基化導致了人體1/3以上由于堿基變異而引起的遺傳性疾病。由于DNA甲基化與人體發育和腫瘤疾病的密切關系，特別是CpG島甲基化引起的抑癌基因的轉錄失活，使得DNA甲基化成為表觀遺傳學和表觀基因組學的重要研究內容。